子宫珠蛋白与炎症控制:超敏c反应蛋白高的原因

　　摘要:子宫珠蛋白(UG)是一种进化保守的分泌型蛋白,它的结构已为人们所知,现在其生理功能吸引了大批学者研究。大量研究集中在对其抗炎症和免疫调节方面的功能上。UG具有抗趋化、抗变应性、抗肿瘤生成,并可刺激胚胎生长,是一种多功能蛋白质。
　　关键词:子宫珠蛋白/Clara细胞分泌蛋白/CC10;炎症;抗炎素(antiflammins)
　　
　　子宫珠蛋白(uteroglobin,UG),最初发现它是由妊娠早期的兔子宫分泌的一种由类固醇诱导的低分子量蛋白,有刺激植入前胚胎发育的作用,故早先称其为胚泡激肽(blastokinin)[1],之后才被称作子宫珠蛋白。随着对其研究的深入,研究人员从不同生物来源分离鉴定这种蛋白,并按其来源及已被证明的性质为其命名,其中较常见的为Clara细胞分泌蛋白(Clara cell secretory protein,ccsp),还有Clara细胞蛋白10(CC10)、CC16、尿蛋白(Urine protein)1、多氯化联苯(PCB)结合蛋白等。2000年,人类UG被归类为分泌性球蛋白(Secretoglobin,Scgb) 超家族的成员(Scgb 是一类相对较小、分泌性的、由二硫键连接的二聚体蛋白,它们的编码序列有着高度相似性,这个家族分为五个亚科,A-E)[2]。UG维持生物体稳态的作用已受到广泛关注。目前对UG结合蛋白(UG-binding proteins,UGBP,UG的假定受体)的研究,使我们对UG这种多功能蛋白有了进一步的了解。
　　
　　一、UG结构特征
　　
　　UG(Scgb超家族A亚科)的结构是一个球形的同源二聚体,每个亚基由四个α螺旋构成,它们并不是规则的螺旋束,而是在第2、3个α螺旋间形成一个β转角,类似飞去来的形状,使螺旋H1、H3、H4与另一亚基结合。这两个70个氨基酸的亚基反向平行排列并被两个二硫键连接而成,二硫键分别在Cys 3和Cys 69’之间及Cys 3’和Cys 69之间形成。二硫键利于二聚体的稳定及中央疏水口袋的形成,这个大的疏水口袋,能够结合疏水性配体,如甾类激素、多氯联苯、视黄醇,对孕酮有很强的特异性。每个单体也各形成一个较小的疏水口袋。
　　
　　二、UG生物学性质
　　
　　1.与疏水配体的相互作用
　　早期对兔UG的研究显示它可与孕酮、多氯联苯、维生素A酸类等疏水配体相互作用,生理重要性仍不能非常明确被定义,但可以想象UG很可能通过与这些复合物结合而将它们隔离,以降低其毒性。有报道称重组的人类UG也可结合前列腺素(PGs),如PGD2、PGF2α,它们都是有效的脂类炎症介导素。研究表明[3]UG样蛋白与类二十碳烷酸(PGs和白三烯(LTs))在儿童鼻粘膜及人子宫内分别成反相关。曾有报道UG隔离PGs除具有抗炎作用外,可以维护妊娠,因为一些PGs(如PGF2α)可引起子宫肌层收缩,导致流产;还可以抑制可溶性磷酯酶A2 (sPLA2)的活性,这些结果被Singh等人[4]证实。sPLA2可催化甘油磷酸酯Sn-2位置的酯键水解,并释放游离脂肪酸(常为花生四烯酸(AA)),AA在环加氧酶和脂氧化酶的作用下进一步代谢,分别产生PGs和LTs,它们都是炎性介质。因此UG通过抑制PLA2活性来限制关键物质AA及PGs、LTs的产生速率,并可结合且有可能隔离这些炎性介质。
　　由于CCSP/UG为细支气管肺泡液、血浆、子宫分泌物中的亲脂性物质,故它可作为携带固醇类激素和多氯联苯代谢产物载体。
　　2.谷氨酰胺转移酶(TG)的底物
　　妊娠早期,兔子宫上皮表达高水平的UG,然而前列腺对这种蛋白质有高水平的组成性表达。而且子宫和前列腺液表达TG(凝集因子XIII)一种催化一个蛋白质中谷氨酰胺与另一个的赖氨酸残基共价交联,形成一个异肽键。有研究发现[5],UG是TG的优良底物,当UG被微量TG孵育时,会形成一个巨大的UG聚合物。当UG与催化剂量的TG结合时,可能具有免疫抑制及抗炎的活性,并可调节人的精子功能。UG衍生肽与TG靠近时也能抑制sPLA2活化。这两者的协同作用机制以及在血液中TG不会介导UG聚合的原因不明。
　　3.抗趋化作用
　　UG抑制单核细胞、中性粒细胞有效的趋化吸引肽formyl-met-leu-phe (fMLP)诱导的趋化。fMLP是通过G蛋白偶连受体――甲酰肽受体(FPRs)介导趋化的。在RPR的两个亚型――FPR和FPR2中,fMLP对FPR的结合表现出高亲和性,而对FPR2(人类为FPRL1R)表现低亲和性。抗原(变应原)暴露于呼吸系统,刺激急性相蛋白,如:血清淀粉样蛋白A(SAA)的表达。主要抗原提呈树突状细胞(DCs)表达FPR2,它可促进SAA与这些细胞的结合。因此,SAA与DCs上的FPR2可能会刺激这些抗原提呈细胞向抗原位点趋化性游走,促进了对抗原的加工提呈。有研究显示[6],辅助T细胞2(TH2)的分化需要来自DCs的信号输入,而这个信号是由抗原初始活化位点的细胞因子环境决定的。UG抑制抗原诱导的TH2细胞因子的产生。UG结合FPR2会抑制趋化,而且UG下调SOCS-3基因的表达及STAT-1的活化,这对TH2细胞的分化至关重要。
　　4.血小板聚集抑制
　　UG是TG或称活化的血凝集因子XIII (XIIIa)的优良底物。凝血酶是XIII的激活剂,且能引起血小板聚集。因为UG存在于血液循环中,所以UG对凝血酶诱导的血小板聚集效应值得研究。经研究[7]发现UG是凝血酶诱导的血小板聚集的有效抑制剂,而对ADP诱导血小板聚集无效。由UG衍生肽决定这些肽是否对血小板聚集起作用并找到它们抑制ADP诱导的血小板聚集及血清素分泌。Hayashi[8]的研究显示,凝血酶活化血小板导致Ca2+动员、细肌丝浓聚、整联蛋白αIIbβ3 作用。
　　5.对植入前胚胎的生长刺激
　　子宫环境对胚胎发育――早期的快速生长起了重要作用,其分泌物中的一种蛋白,被称为“胚泡激肽(blastokinin/UG)”,由于其能在体外刺激植入前胚胎的生长。Riffo M等[9]证实了UG在体内引导胚胎正确发育和细胞增殖的功能。有报道称[10]UG促进了母婴间的通信,其机制有可能是UG受体在信号传导中启动重要作用。
　　6.抑制正常细胞、癌细胞的游走、侵入功能
　　Diaz Gonzalez和Nieto[11]首次证实了高亲和力的UG结合蛋白在正常细胞及癌细胞表达,且UG通过这些结合蛋白起到调节一些类型细胞的运动和侵入。Zhang等[12]报道UG作用是通过受体介导,自分泌和旁分泌途径,从而逆转癌细胞一些改变了的表型,如运动性和侵入性。肾脏系统对UG的分解代谢有一条两受体途径,Yoon等[13]用腺病毒为载体的UG-cDNA转染肺癌细胞,这通过抑制核因子κB的(NF-κB)活性减弱了环氧化酶-2(COX-2)基因的表达。最近,又发现UG也与脂质运载蛋白1(lipocalin-1)受体以及fMLP受体FPR2 存在相互作用。
　　7.抑制肿瘤的发生
　　肿瘤会起于正常表达UG但极少合成这种蛋白的组织中。在肺部致癌的转基因鼠模型中,发现肿瘤在器官中的生长与UG表达的显著下降呈正相关。UG在对抗肿瘤形成中起到了保护作用,而这可能源于它的抗炎作用,有报道[14]表明慢性炎症是某些类型肿瘤的易感因素。
　　
　　三、UG的生物活性肽与炎症控制
　　
　　UG最突出的一个特性就是抗炎。这是因为UG可以抑制sPLA2活化,并通过结合隔离PGs这类的脂质促炎分子实现它的抗炎能力。UG在肺部的表达可由糖皮质激素(抗炎药,可诱导脂壳素类lipocortin,部分脂壳素类可减弱PLA2作用、抑制炎症),且如lipocortin一样,UG能有效抗PLA2、抗炎、进行免疫调节。故Miele等[15]用兔UG与lipocortin-I (也称钙磷脂结合蛋白Ⅰannexin I)的氨基酸序列做了比较,发现UG的α螺旋3区(残基39-47)与lipocortin-1的残基247-255相似。按此序列合成的肽经检测,具有很强的sPLA2抑制性和抗炎活性。由于具有这种抗炎作用,源于UG和lipocortin-I的这个肽段被称为“antiflammins(AF)”。除了抗sPLA2、抗炎活性外,它还有药理重要性使它成为候选药物靶点,如:抑制手术后血小板聚集、粘附的形成,调节粘附分子的表达,而且这些肽能有效抑制外眼的炎症。然而AF调节TG和s PLA2的活性,它们可以通过抑制辅助T (Th)细胞sPLA2负调节IL-1的作用。有研究显示[16],AF-1(一种合成的九肽,与CC10的保守序列、残基39-47序列(MQMKKVLDS)相似)可以通过与UG结合蛋白(UGBP,九次跨膜蛋白,UG的假定受体,与UG结合可抑制细胞外基质(ECM)的侵入)结合,UGBP初步被认定为AF-1介导细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化的下游点。之后有报道[17],AF-1通过调节TLR-4的表达及上调IL-10的分泌,从而调节肺泡巨噬细胞对脂多糖(LPS)的反应,从而抑制炎症。
　　
　　四、结语
　　
　　由子宫珠蛋白的生物学功能可以看出,这种小的分泌型蛋白对机体稳态的调节具有关键作用。尽管其序列短且进化保守,但其转录调控及其功能的作用机制却很复杂。UG现已应用于临床诊断,它也是一个潜在的药物靶点,故对其深入研究具有重大意义。随着生物技术的发展,相信会不断发掘出子宫珠蛋白更多更新的生物学特性,对其作用机制的研究会有更多更快的突破。
　　
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